Граничні значення , що приймаються при конструюванні жорстких фундаментів

Матеріал фундаменту	Величина , при тиску на підошві фундаменту, кПа
	< 100	100…200	> 200
Бетон	1.10	1.20	1.25
Бутобетон	1.20	1.35	1.50
Бутовий камінь	1.35	1.50	1.75
Цегла*	1.35…1.50	1.50..1.75	1.75…2.00

Примітка: * - для цегли значення приймається в залежності від марки цегли.

Так як в гнучких фундаментах виникають розтягуючі зусилля, то їх виконують залізобетонними. Гнучкі фундаменти мають перевагу над жорсткими по витраті матеріалу, глибині закладання, об’єму земляних робіт, міцності матеріалу та можливості їх роботи на згин у поздовжньому напрямку. На рис. 21г приведена порівняльна оцінка об’ємів тіла гнучкого та жорсткого фундаментів при їх однаковій ширині.

Глибину закладання монолітних фундаментів призначають із урахуван-ням вимог п.п. 3.1, 3.3 і 3.4 даного посібника. Розраховують монолітні фундаменти за тим же порядком, що й збірні (див. п.п. 3.2 і 3.5 вище).

Проте, основним для прийнятих розмірів фундаментів є розрахунок за міцністю: для жорстких – на стиск, для гнучких – як залізобетонної конструкції.

4.1. Розрахунок жорсткого стрічкового фундаменту

В окремих випадках в завданні на курсовий проект може бути поставлено завдання запроектувати жорсткий фундамент під стіну малоповерхового будинку. Розглянемо порядок розрахунку та конструювання таких фундаментів на прикладі бутового фундаменту під несучу цегляну стіну.

Вихідні дані: глибина закладання стрічкового фундаменту в безпідвальній частині будинку d = 1.8 м; навантаження на верхньому обрізі фундаменту для ІІ-го граничного стану N^II = 198.1 кН/м, для І-го граничного стану N^I = 221.8 кН/м. Товщина стіни 510 мм.

Розрахункову схему фундаменту складаємо з урахуванням ґрунтових умов та ширини фундаментної стінки на верхньому обрізі. В основі залягають:

ІГЕ-1 – рослинний шар, потужністю 0.7 м з _ІІ = 14.6 кН/м³;

ІГЕ-2 – супісок з рештками органічної речовини, потужністю 0.8 м з _ІІ = 15.2 кН/м³;

ІГЕ-3 – пісок дрібний середньої щільності малого ступеню водонасичення, потужністю 8.3 м з показниками: _ІІ = 17.1 кН/м³; _ІІ = 31⁰, с_ІІ = 2 кПа, R₀ = 300 кПа.

Товщина фундаментної стінки монолітного жорсткого фундаменту зазвичай призначається більшою проти товщини стіни на 50…100 мм (див. рис. 16, б). При цьому враховують, щоб ця товщина була не менше мінімально допустимої: 300 мм для бетонної, 350 мм для бутобетонної, 400 мм для бутової та 380 мм для цегляної. Товщина фундаментної стінки з бетону, бутобетону та буту приймається кратною 50 мм, із цегли – повинна відповідати товщині цегляних стін (кратна розмірам цегляної кладки).

При заданому розмірі стіни приймаємо товщину бутової фундаментної стіни – 600 мм. Розрахункова схема з урахуванням рівня верхнього обрізуприведена на рис. 22. Горизонтальна гідроізоляція в рівні верхнього обрізу повинна влаштовуватись вище за асфальтове мощення не мен-ше, ніж на 50 мм. Конструкцію підлоги не враховуємо.

Висоту фундаменту по-чатково приймаємо h_f = 2.0 м.

Ширина підошви фунда-менту при центральному за-вантаженні з використанням R₀ як і при розрахунку стрічкового збірного фундаменту (див. п.3.5 вище), складе:

= 0.75 м.

Уточнюємо величину R за формулою (Е.1) норм [2]:

254.8 кПа.

_с1 = 1.3 i _с2 = 1.1 (прийнято для співвідношення довжини будинку до його висоти L / Н > 4) по табл. 21, а k = 1.1 (при визначенні характеристик міцності _ІІ і с_ІІ за таблицями 7 і 12 у відповідності до фізичних показників ґрунту), k_z = 1.0;

• M_, M_q, M_c – при  = 31⁰ по табл. 22 посібника;

• d₁ = d; d_b = 0; b = b₁;

• величини питомої ваги: _ІІ = 17.1 кН/м³ (для несучого шару);

кН/м³ (для ґрунтів вище підошви фундаменту);

Уточнюємо ширину підошви фундаменту при R = 254.8 кПа:

= 0.91 м.

Так як b₂ значно збільшилось порівняно з b₁ (більше, ніж на 5%), проводимо уточнення величини R:

259.3 кПа.

Ще раз уточнюємо ширину підошви фундаменту при R = 259.3 кПа:

= 0.89 м.

Зміна ширини є незначною, що й підтверджуємо розрахунком:

.

За виконання цієї умови припиняємо уточнювати R i b.

Ширина фундаменту повинна бути кратною 100 мм. Тому приймаємо b = 0.9 м. Перевіряємо загальну умову жорсткості.

За табл. 28 приймаємо величину = 1.75, враховуючи, що наближено тиск на підошві фундаменту кПа> 200 кПа.

b_u = b_c + 2h_f tg = 0.51 + 22.0 / 1.75 = 2.80 м > b = 0.90 м (підставляємо ).

Конструкція фундаменту може бути виконана жорсткою.

Визначаємо виліт консольних виступів підширення підошви фундаменту:

м.

Примітка: розміри ступенів повинні бути кратними 50 мм.

Так як с_і не перевищує 0.3…0.4 м (що допускається як виліт для одного ступеня), приймаємо один ступінь підширення. При цьому враховуємо, що мінімальна висота ступенів призначається з урахуванням можливості виконання кладки фундаменту надійної конструкції. Так, для бетонних ступенів висота мінімально складає 250 мм, для бутобетону – 300 мм, бутової кладки – 350 мм. Для цегляної кладки конструктивного обмеження в рядах не має, хоча рекомендується, щоб висота ступені перевищувала 200 мм.

За умови жорсткості ступеня її висота при = 1.75 повинна бути більшою за м.

Приймаємо h₁ = h_i.min = 0.35 м > 0.26 м.

Остаточно конструюємо фундамент (рис. 23).

Примітки:

1. При декількох ступенях їх розміри рекомендується приймати близькими між собою за геометрією.

2. Кількість ступеней звичайно приймають до 3-х, хоча при масивних фундаментах вона може бути збільшена.

Приймаємо, що фундаменти влаштовуються з постелистого каменю марки М 300, що вкладаються на цементно-піщаному розчині марки М 25.

Виконаємо збір навантажень на рівні підошви фундаменту в табличній формі (табл. 29), як це було прийнято для збірних стрічкових фундаментів. Зворотну засипку виконаємо з дрібного піску ІГЕ-3 з пошаровим ущільненням до _II = 17.0 кН/м³.

Таблиця 29